《大花红景天中痕量稀土元素的ICP-AES测定》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大花红景天中痕量稀土元素的ICP-AES测定（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1大花红景天中痕量稀土元素的 ICP-AES 测定【摘要】 目的以负载了 1-苯基-3- 甲基 -4-苯甲酰基-吡唑酮5（PMBP）的纳米做氧化铝为微柱吸附材料，采用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES） ，系统地研究其在动态条件下对稀土离子 Sc3+、Y3+和 La3+的吸附性能，并确定最佳吸附及解脱条件。方法在 pH 为 4.5 时，分析物均可被上述吸附材料定量吸附；用 0.5 molL-1 盐酸溶液可将吸附在微柱上地稀土离子完全解脱。结果该法对 Sc3+、Y3+和 La3+的检出限分别为 0.15 gL-1、0.18 gL-1 和 0.34 gL-1；相对标准偏差（RSD）分别
2、为 2.5%、3.0%和1.7%（n=12 ，C=0.5 mgL-1） 。结论方法应用于大花红景天（Rhodiola crenulata）中痕量 Sc、Y 和 La 的测定，结果满意。 【关键词】 纳米氧化铝； 稀土元素； 电感耦合等离子体原子发射光谱法； 1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基-吡唑酮5 ； 大花红景天电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)具有检出限低、精密度好、干扰水平低、线性范围宽和多元素同时测定等优点，已成为稀土元素分析中最常用的方法之一1， 2 。但是，当试样中稀土元素含量极低或化学组成太复杂时，往往要求在测定之前辅以化学分离/预富集待测稀土和除去干扰基体。常用的
3、稀土元素分离富集方法有：共沉淀法3 、液- 液萃取法4 、固相萃取法5 、离2子交换法6和 HPLC 法7等。近年来，固相萃取技术，特别是基于流动注射的微柱分离富集技术，因其具有操作简单、富集倍数高(10100)，可避免引入污染物以及可以与不同的检测技术联用等优点，越来越受到重视，并得到广泛应用8，9 。到目前为止，已经被用作柱材料的有：纯的或修饰的氧化硅、氧化铝、氧化镁、活性炭、纤维素、甲壳素、合成树脂以及生物吸附材料等。本实验以 1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基-吡唑酮5 (PMBP)负载纳米氧化铝为固定相，将自制的 PTFE 微柱接入 FI 流路，用 ICP-AES 作为检测手段，系统地
4、研究了动态条件下 PMBP 负载纳米氧化铝对轻稀土的代表元素(Sc、Y、La)的吸附性能；对影响稀土离子吸附和解脱的主要影响因素进行了考察，并确定了最佳的吸附和解脱条件；最后，将提出的方法应用于中草药大花红景天（Rhodiola crenulata）样品中痕量稀土元素的测定。现报道如下。1 器材与方法1.1 仪器及工作条件 PGS-2 光栅光谱仪，光栅刻线 1 300 条/mm，闪耀波长 290 nm，中心波长 350 nm；2 kW 高频等离子体发生器；METTLER TOLEDO 320-S pH 计；HL-2 型恒流泵，PTFE 传输管(0.5 mm)，自制的微 PTFE 柱(20 mm
5、3.0 mm id)。ICP-AES 测定主要工作参数：功率 1.1 kW；载气流、辅助气流和冷却气流分别为 0.8，0.4 和 16 Lmin-1；观察高度 12 mm；狭缝宽3度 10 m；积分时间 40 s。1.2 试剂和标准溶液 Sc、Y 、La 的标准储备液(1.000 gL-1)均用光谱纯稀土氧化物以 HCl 溶液配制；标准溶液系列和混合稀土离子溶液均由 1.000 gL-1 的储备液逐级稀释而成；各种干扰离子的标准储备液按常规方法配成 10 gL 或 1 gL；5.010-3molL-1的 PMBP 溶液系将试剂 0.139 g（分析纯）溶于 100 ml 丙酮（分析纯）中配成；
6、HCl、氨水均为分析纯；实验用水为二次蒸馏水；纳米氧化铝自行合成（球形，粒径 4080 nm，晶体：Y 型） ，详细方法参照文献10 。1.3 负载 PMBP 纳米氧化铝微柱材料的制备1.3.1 静态法取 5.010-3molL-1 的 PMBP 溶液 25 ml 于 25 ml 带塞比色管中，再加入 0.50 g 纳米氧化铝材料，在超声振荡器 SY-1200上振荡 1 h，在室温下静置 1 h 后抽滤，用二次蒸馏水充分洗涤，抽干，置于 80真空干燥中过夜。所得的成品用 TU-1901 紫外/可见分光光度计测定滤液中 PMBP 含量，计算出试剂的负载量。1.3.2 动态法4准确称取 100 m
7、g 纳米氧化铝微粉装入自制的 PTFE 微柱中，两端填充少许棉花，旋紧端螺帽，将微柱接入 FI 流路。分别用 1.0 molL-1 的 HCl 溶液和 pH 8.0 的 0.1 molL-1 NH4Cl 缓冲溶液冲洗微柱，然后将 5.010-3molL-1 的 PMBP 溶液以 0.5 mlmin-1流速过微柱，直至到达平衡为止，再用少量二次水冲洗。用 TU-1901 紫外/可见分光光度计测定滤液中 PMBP 含量，计算出试剂的负载量。1.4 方法将处理好的负载 PMBP 纳米氧化铝材料装入自制的PTFE 微柱中，两端填充少许棉花，旋紧端螺帽，将微柱接入 FI 流路，待测溶液在恒流泵的一定流速
8、下经过微柱进行预富集，再用少量二次水冲洗微柱，用 0.5 molL-1 HCl 溶液洗脱吸附在柱上的待测物，洗脱液用电感耦合等离子体原子发射光谱检测。2 结果2.1 纳米氧化铝对 PMBP 负载能力在 TU-1901 紫外/可见分光光度计上，于 PMBP 溶液的最大吸收波长 332 nm 处，以丙酮为空白，测定纳米氧化铝吸附后残液溶液中 PMBP 的含量，计算出纳米氧化铝对 PMBP 的负载量。对动态法和静态法的负载能力进行了比较，实验结果表明：用上述两种方法时，纳米氧化铝对 PMBP 的5负载量相近，分别为 32.0 mgg-1 和 30.6 mgg-1。2.2 pH 值影响在不同 pH 条
9、件下考察了待测离子在负载PMBP 的纳米氧化铝上的吸附率。同时，为了对比，还测定了未负载 PMBP 的纳米氧化铝对待测离子的吸附率。结果表明：随着 pH值的增大，待测离子的吸附率在两种情况下都逐渐增大；但是，两者吸附的始点不同，对负载 PMBP 纳米氧化铝，pH 值为 4.5；而对未负载 PMBP 的纳米氧化铝，pH 值为 7.5。本工作选定 pH 为4.5。0.5 molL-1。2.3 吸附离子的洗脱考察了不同浓度的盐酸溶液对吸附在PMBP 负载纳米氧化铝微柱上的稀土离子洗脱时的回收率，所得结果表明，当 HCl 浓度高于 0.5 molL-1 时，待测物均能够被定量解脱。本实验选择 1 ml
10、 的 0.5 molL-1 HCl 溶液为洗脱液。2.4 试样流速和体积的影响2.4.1 试样流速 控制进样体积为 25.0ml，在 0.22.0 mlmin-1 范围内考察了不同进样流速下待测稀土离子的回收率。结果显示：当流速小于 1.0 mlmin-1 时，稀土离子的回收率均在 90%以上；而当流速大于 1.5 mlmin-1 后，由于反应动力学的原因，待测离子的回收率随流速的增大而逐渐降低。本实验最后选择进样流速为 1.0 mlmin-1。62.4.2 试样体积固定待测离子的绝对量各为 5.0 g，考察了试样体积变化（10150 ml）对稀土离子回收率的影响，结果表明：待测离子体积小于
11、50 ml 时可定量回收。吸附的稀土离子可用 1 ml 的 0.5 molL-1 HCl 完全解脱，故本法对待测稀土离子的富集倍数为 50。2.5 稀土离子的动态吸附容量吸附容量是考察吸附材料性能的一个主要参数。将待测稀土离子 1.0 mg，在 pH 4.5，流速 1.0 mlmin-1，进样体积 25 ml 的条件下，溶液通过微柱，按上述实验方法操作，以测定待测离子的动态吸附容量，其值分别为：Sc 5.7 mgg-1，Y 13.1 mgg-1 和 La 15.5 mgg-1。2.6 共存离子的影响将不同量的金属离子及阴离子加入到 25 ml 含 0.5 mgL-1 稀土标准混合溶液中，按上述
12、实验方法操作，考察了共存离子对待测离子的干扰情况。所得实验结果表明，10 gL-1 Na+，K+，5 gL-1 Mg2+，Ca2+ ，5 gL-1 SiO42-，SO42-以及 2 gL-1 PO43-，对待测稀土离子没有干扰。2.7 分析性能由于待测元素的检测灵敏度不一样，将不同浓度范围的标准溶液用于工作曲线，考察了其线性范围和相关系数。7该法的检出限为空白溶液连续测定 12 次，其 3 倍标准偏差对应的浓度值乘富集倍数，精密度用浓度为 0.5 mgL-1 标准溶液分别进行12 次连续测定，计算出其相对标准偏差的值。结果见表 1。表 1 工作曲线的线性范围、检出限和精密度（略）2.8 样品分
13、析称取 1.000 g 大花红景天样品(2008332)于聚四氟乙烯坩锅中，加入 10 ml 浓 HNO3 预消化，过夜，再加入3ml HNO3 和 5 ml HClO4，于电热板上加热溶解，待溶液澄清后，蒸发至近干。然后用 0.1 molL-1 HCl 溶解残渣，调节 pH 值为4.5，转入 50 ml 容量瓶中，用二次水定容到刻度。按上述实验方法操作，解脱体积为 5 ml，最后用电感耦合等离子体原子发射光谱测定试液中稀土离子的含量。结果见表 2。表 2 样品分析结果（略）3 讨论本实验以 1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基-吡唑酮5 （PMBP）负载纳米氧化铝为固定相，将自制的 PTFE 微
14、柱接入 FI 流路，用 ICP-AES 作为检测手段，系统地研究了动态条件下 PMBP 负载纳米氧化铝对轻稀土的代表元素（Sc、Y、La）的吸附性能；对影响稀土离子吸附和解脱的主要影响因素进行了考察，并确定了最佳的吸附和解脱条件；最后，将提出的方法应用于中草药大花红景天（Rhodiola crenulata）样品中痕量稀土元素的测定，结果满意。8【参考文献】1Jarvis L, Jarvis K E. Inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry in exploration geochemistry J. Joumal of
15、Geochemical Exploration, 1992, 44(1-3)：139.2Rao T P, Biju V M. Trace determination of lanthanides in metallurgical,environmental,and geological samples J. Critical Reviews in Analytical Chemistry, 2000, 30(2)：179.3Kagaya S, Saiki M, Malek Z, et al. Coprecipitation with lanthanum phosphate as a techn
16、ique for separation and preconcentration of iron(III) and leadJ. Analytical and bioanalytical Chemistry(Fomerly Fresenius Joumal of analytical Chemistry), 2001, 371(3)：391.4Nishihama S, Hirai T, Komasawa I. Advanced liquid-liquid extraction systems for the separation of rare earth ions by combination of conversion of the metal species with chemical reaction J .
